Science重大突破!單細胞測序平民化,測一個細胞僅需一美分,一次能...

2020-11-27 生物谷

2018年3月19日訊 /生物谷BIOON /——來自艾倫學院和華盛頓大學的科學家們開發出了一種廉價的高級技術可以檢測成百上千個細胞的基因表達。這項基於配位的轉錄組測序技術（Split Pool Ligation-based Transcriptome sequencing，SPLiT-seq）是一項可延展的用於表徵單個細胞RNA水平的技術，可用於鑑定腦部疾病及其他組織中的不同細胞類型，這項研究於近日發表在《Science》上。


圖片來源：Allen Institute

「研究任何的多細胞生物系統，我們都需要明白它的基本組件——細胞。」艾倫學院科學家Bosiljka Tasic說道。「大腦包含很多不同形狀和大小的細胞，但是現在卻沒有一種方法可以表徵它們並進行分類。在單細胞水平鑑定RNA是一種鑑定細胞的方法，但是現有的技術太昂貴，且需要特殊的設備。由於SPLiT-seq可以通過任何實驗室的基礎設備完成，因此它將廣泛應用於單細胞轉錄組學研究。」

過去開發的測序技術需要在進行基因標記之前分離單個細胞。而採用SPLiT-seq就不需要再分離細胞了。取而代之的是，細胞本身就被作為了一個自身RNA的分離器。研究人員可以同時將大量細胞進行RNA標記，這個過程需要重複多次，以保證每個細胞都具有一組獨特的組合標籤。這使得研究人員可以同時對大量的細胞進行基因表達的測序，並將它們進行分類。

「在這個項目中，我們使用SPLiT-seq對正在發育的小鼠大腦和脊髓中超過150000個細胞進行了測序，我們發現了許多特殊細胞類型的新的分子標記物。」華盛頓大學電氣工程系合成生物學家、Paul G.Allen計算科學和工程學院Georg Seelig教授說道。「我們的實驗成本為每個細胞一美分。SPLiT-seq顯著降低了實驗室進行單細胞測序的障礙，同時不需要昂貴的特殊設備。」

「任何疾病，包括阿爾茲海默症和帕金森，都起始於某些細胞的功能異常。」Tasic說道。「探索是哪些細胞以及哪些基因出錯將幫助我們更深入地了解這些疾病的起因及進程，有利於我們開發新的治療方法。」（生物谷Bioon.com）

參考資料：

Georg Seelig et al. Single-cell profiling of the developing mouse brain and spinal cord with split-pool barcoding. Science, 2018; eaam8999 DOI: 10.1126/science.aam8999

相關焦點

  • 單個細胞轉錄組測序成本降至1美分!《科學》期刊發布重磅SPLit-seq...
    對這些類型的細胞進行深度分析、發掘致病基因，將有助於了解疾病的病因和進展情況，進而幫助開發出相應的治療方法。通過單細胞RNA測序技術對細胞進行分類是現階段重要的研究方向，但是現有方法價格昂貴，且需要專門的設備，嚴重阻礙了單細胞研究的廣泛開展。近日，一項最新研究成果為單細胞測序技術帶來了突破，有望將單個細胞的測序成本降至1美分。
  • 2018單細胞測序應用領域突破性成果盤點
    該研究明確了細胞構成、重構了這些神經細胞類型之間的發育譜系關係，比美國「腦計劃中的細胞圖譜部分」快了一步。 這為解答前額葉皮層如何參與「思考和思想形成」這一關鍵問題的後續研究提供了高精度的細胞圖譜，是前額葉皮層發育研究史上的重要突破和重大進展。
  • 《陳巍學基因》筆記(11)單細胞RNA測序
    經過 illumina 公司實驗[2]，對於 1 個細胞，也就是 10pg 總 RNA 的 RNA 進行建庫測序，RPKM 為 10 的這些基因，有 60%是被測序測到的；對 RPKM 為 100 的基因，有 90%可以被測序測到。而且被測到的機率，波動很小。
  • 【盤點】單細胞測序研究進展一覽
    研究還顯示，有3個古生細菌細胞內存在主要作用是啟動RNA轉錄（是蛋白質生物合成的第一步）的西格瑪因子，而以前，科學家們認為這些西格瑪因子僅出現在細菌體內。【3】單細胞測序助力中科院刊發《science》 表觀遺傳研究取得重大突破單細胞測序解決了用組織樣本測序或樣本稀少時無法解決的細胞異質性難題
  • 《陳巍學基因》筆記⑩單細胞DNA測序
    那麼，如何從極少的樣本，甚至僅從一個細胞中，得出全基因組的序列信息，就成為了科學家下一個要解決的問題。第十期原視頻微信內使用騰訊源，理論上無廣告難點破解均勻擴增以往的擴增方法，無論是 PCR 還是 RPA，都帶有隨機性。也就是說，不同擴增片段的擴增效率多少會存在差異。
  • Science:單細胞測序詳解大腦皮質層細胞
  • 單細胞測序助力中科院刊發《science》 表觀遺傳研究取得重大突破
    圖：父親的後天飲食可通過改變精子RNA影響後代健康單細胞測序解決了用組織樣本測序或樣本稀少時無法解決的細胞異質性難題這種獲得性性狀的跨代遺傳涉及DNA序列之外的表觀遺傳信息在配子中的存儲及傳遞，而破解這些表觀遺傳信息是本領域的一個主要挑戰。
  • 單細胞測序技術原理
    一.基本原理 單細胞測序首先不是僅僅對一個細胞進行測序，而是說該項技術能對單一細胞的基因組或轉錄組進行測序，可以理解為單細胞水平上的測序。 在介紹基本原理之前先讓我們嘗試著回答一下：為什麼要進行單細胞測序？
  • 【綜述】盤點單細胞測序研究——續篇
    2018.11.30 研究人員使用優化的單細胞多組學測序來更好地了解結腸癌腫瘤的異質性 與中國多個機構有聯繫的一組研究人員發現，使用優化的單細胞多組學測序可以更好地揭示結腸癌腫瘤的異質性。
  • Illumina、Juno等技術巨頭為啥同時下注單細胞測序?
    先後有多家生物技術公司將觸手伸到在這一技術領域，包括測序巨頭Illumina、CAR-T治療巨頭Juno、測序黑馬10X Genomics、以及業務大而全的華大基因。　　它們關注的這項技術叫單細胞測序。單細胞測序往簡單了說就是對人體的單個細胞測序。
  • Science:利用單細胞RNA測序分析黑色素瘤
    2016年4月8日/生物谷BIOON/--單細胞分析是一種開創性方法，如今在整個生物領域中正被用來研究一個共同的問題：如何研究異質細胞群體中的細胞多樣性。這種多樣性能夠對細胞存活和增殖、對藥物療法和幹預作出的反應以及很多其他的生物過程產生深刻影響。
  • 單細胞基因測序市場分析
    在人體的每一個組織中，比如說，腎臟組織，擁有著大量不同的細胞類型，每一種細胞類型有著獨特的起源和功能。每一個細胞的譜系和發展的狀態又決定了每個細胞如何和周圍的細胞和環境如何反應，把基因測序應用到單個細胞層面，對於我們理解細胞的起源，功能，變異等有著至關重要的作用。
  • 單細胞測序困難重重——細胞消化懸浮方案
    無論是腫瘤、發育、神經科學，還是血液免疫或者其他領域，生物學研究似乎進入了一個新的時代——單細胞時代（Single Cell Era），我們的視野越來越精準，從一塊組織轉為一塊組織中的每一個細胞。今天，我們就來聊一聊單細胞測序第一個「攔路虎」----單細胞消化與懸液製備，以及實驗過程中潛在的那些「坑」。
  • 單細胞知識小百科｜揭開「測序飽和度」的神秘面紗
    通常來說，不同類型的細胞含有不同數量、不同類型的RNA，因此不同類型細胞建成的文庫中也包含著不同數量、不同類型的轉錄本，即文庫複雜度存在差異。複雜度高的文庫中轉錄本的數量和類型更多，檢測一個新轉錄本所需的額外reads數量也就更多，即增加飽和度需要測定的reads更多。
  • Science最新研究:大規模單細胞測序構建首個人腦神經元表達圖譜
    通過分離和對單個人類大腦神經元細胞核進行單細胞核轉錄組測序，研究人員在人腦的六個高級功能區確定了16種神經元亞型。  這項新的研究成果反應了一個逐漸被普遍理解的事實，即個體大腦細胞是獨一無二的--這些細胞表達不同的基因，承擔不同的功能。為了更好地理解這種多樣性，研究人員對分布在腦皮質中6個不同的Brodmann區域，並且承擔不同功能的3200多個神經元細胞進行了分析。
  • 單細胞測序繪製人類肺組織細胞圖譜
    文章引言：單細胞測序技術已廣泛應用，但是要檢測整個組織器官的所有細胞類型和基因表達譜仍然十分困難，尤其是肺這種十分複雜的組織，目前已知肺組織有45種細胞類型，而其結構功能的差異性則超過5個數量級,數據量十分龐大，解析起來及其困難，尤其是組織中含量十分稀少或者特別脆弱的細胞，很難檢測。
  • 單細胞RNA測序技術的研究進展
    單細胞RNA測序已成為解剖細胞異質性並將組織分解成細胞類型和/或細胞狀態的必不可少的工具，這為從頭發現提供了巨大的潛力。單細胞轉錄組圖譜提供了前所未有的解析度，可揭示複雜的細胞事件並加深我們對生物系統的了解。在本綜述中，簡要簡紹了單細胞RNA測序技術及相關應用。我們預計單細胞RNA測序在生物學中的作用將日益增強，在提供空間信息和與細胞形態的方面將進一步提高。將來，能夠更好地應用於科研領域。
  • 單細胞全基因組測序——求同存異,追本溯源
    究其原因，除了技術層面的進步，單細胞全基因組測序也體現了科學研究對生命體極大的尊重。下面我們就從幾個方面來解讀這項新興技術。一、 單細胞全基因組測序技術為什麼會興起？單細胞全基因組測序的出現並非偶然，而是科學發展到一定階段的必然結果。
  • 從單細胞窺探生命奧秘！新技術揭開人類細胞生長發育之謎
    近幾年，單細胞測序技術，尤其是單細胞轉錄組測序技術，通過同時檢測單細胞幾萬種基因的表達，精確定義了細胞的分子學狀態，從而被廣泛應用於檢測新的細胞種類，以及研究發育和疾病對細胞狀態的影響。但目前的單細胞測序技術只能檢測幾千個細胞，遠遠低於正常人體組織包含的細胞數目（百萬級），同時耗材費用昂貴，因此無法全面檢測人體組織中的細胞種類和變化。
  • 從單細胞窺探生命奧秘 新技術揭開人類細胞生長發育之謎
    近幾年，單細胞測序技術，尤其是單細胞轉錄組測序技術，通過同時檢測單細胞幾萬種基因的表達，精確定義了細胞的分子學狀態，從而被廣泛應用於檢測新的細胞種類，以及研究發育和疾病對細胞狀態的影響。但目前的單細胞測序技術只能檢測幾千個細胞，遠遠低於正常人體組織包含的細胞數目（百萬級），同時耗材費用昂貴，因此無法全面檢測人體組織中的細胞種類和變化。